Dozent: Johannes Berg
Übungen: Johan Aberg

Die Vorlesung vermittelt die Grundlagen der klassischen Mechanik und das dazugehörige mathematische Werkzeug. Dabei stellt die Newtonsche Mechanik einen möglichen Zugang zur klassischen Mechanik dar, equivalente Zugänge wie der Lagrange- oder der Hamiltonformalismus sind oftmals einfacher zu handhaben und bieten darüber hinaus Einblicke in die formale Struktur der Theorie.

1. Formale Grundlagen
   1.1 Raumzeit und ihre Beschreibung: Affine Räume
   1.2 Die Galilei Transformation
2. Newtonsche Mechanik
   2.1 Axiome
   2.2 Invarianz der Bewegungsgleichung
   2.3 Beschleunigte Bezugsysteme
   2.4 Vielteilchensysteme
   2.5 Erhaltungsgrössen
3. Lagrange Mechanik
   3.1 Zwangsbedingungen und Zwangskräfte
   3.2 Generalisierte Koordinaten
   3.3 Lagrangegleichungen erster Art
   3.4 Das D'Alembertsche Prinzip
   3.5 Die Lagrangegleichung
   3.6 Forminvarianz der Lagrangegleichung
   3.7 Das Hamiltonsche Extremalprinzip
   3.8 Symmetrien und Erhaltungsgrößen
   3.9 Nicht-Eindeutigkeit der Lagrangefunktion
   3.10 Zusammenfassung
4. Anwendungen
   4.1 Bewegung im Zentralkraftfeld
   4.2 Der starre Körper
5. Hamiltonsche Mechanik
    5.1 Legendre Transformationen
    5.2 Hamilton Funktion und die kanonischen Gleichungen
    5.3 Das Extremalprinzip im Phasenraum
    5.4 Kanonische Transformationen
    5.5 Kanonische Invarianten - Poissonklammer und Phasenraumvolumen
    5.6 Hamilton-Jacobi Theorie
    5.7 Nichtlineare Dynamik

Die Vorlesung und die Übungen findet in Präsenz statt. Sie wird allerdings auch aufgezeichnet und auf Ilias verfügbar sein. (Ihre Anmeldung auf Klips wird automatisch auf Ilias übertragen, bei Problemen bitte bei jb melden.) Die Vorlesung ist Teil der Pflichtveranstaltungen des Bachelor in Physik.

Der Inhalt der Vorlesungen Experimentalphysik I und Mathematik für Studierende der Physik I wird vorausgesetzt.

Vorlesungen: Mittwoch 12:00-13:30 und Freitag 12:00-13:30 Hörsaal II. Die erste Vorlesung ist am 9. April. Alle Vorlesungen werden nach Möglichkeit aufgezeichnet und werden auf Ilias verfügbar sein.
Übungen: finden Dienstags in Kleingruppen statt. Die Anmeldung zu den Übungen wird in der ersten Vorlesungswoche erfolgen. Eine der Übungsgruppen wird auf Englisch gehalten.

Klausur: 24.7.2025, 08:00, Hörsaal I+II, Dauer ca. 3h
Nachklausur: 11.9.2025, 14:00, HS I
Die Anmeldung zur Klausur erfolgt online über KLIPS2.

Einführend
T. Fließbach, Mechanik
Begleitend
F. Kuypers, Klassische Mechanik
F. Scheck, Theoretische Physik 1: Mechanik

Kompakt
Landau & Lifschitz, Lehrbuch der Theoretischen Physik, Band 1, Mechanik

Scheinkriterium ist für Bachelor-Studierende das Bestehen der Klausur zum Ende des Semesters. Die Zulassung zur Klausur erfordert regelmäßige und erfolgreiche Teilnahme an den Übungen und das Erreichen von mindestens der Hälfte der Übungspunkte.